高考化学一轮复习第六章化学反应与能量新人教版

第六章化学反应与能量1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解焓变与反应热的含义。了解ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)表达式的含义。4.了解热化学方程式的含义。理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。5.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。第一节化学能与热能考点一eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))焓变反应热[教材知识层面]1．化学反应的实质与特征(1)实质：反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。(2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化，通常主要表现为热量的变化。2．反应热和焓变(1)反应热：化学反应中放出或吸收的热量。(2)焓变：在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为ΔH，单位是kJ/mol。3．吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析：(2)从化学键的变化角度分析：(3)常见的放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化。(4)常见的吸热反应：①大多数分解反应；②盐类的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应；④炭和水蒸气、C和CO2的反应。[高考考查层面]命题点1有关焓变的辨析理解焓变的“四”注意(1)任何化学反应都是新键断裂，旧键形成的过程，都伴随着能量的变化。(2)焓变不取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小。(3)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，但不属于吸热反应或放热反应。在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。(4)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下进行。[典题示例]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)物质发生化学变化时都伴有能量的变化。()(2)化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化。()(3)放热反应在任何条件都不能发生。()(4)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。()(5)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热。()(6)NH4NO3固体溶于水时吸热，属于吸热反应。()解析：(2)化学反应中的能量变化也有化学能与光能或电能间的相互转化。(4)物质在三态变化中涉及能量变化，但三态变化不属于化学变化。(5)该过程是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热。(6)该过程中没有新物质生成，不属于化学反应。答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×2．已知反应X＋Y=M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是()A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量解析：选D已知X＋Y=M＋NΔH＞0，说明X与Y总能量低于M与N总能量，A错误，D正确；破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C错误；吸热反应有的不需要加热也可反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵混合搅拌即可发生反应，B错误。命题点2能量变化的图示分析解答能量变化图像题的“三”关键(1)注意活化能在图示中的意义。①从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能；②从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能。(2)催化剂只影响正、逆反应的活化能，而不影响反应的ΔH。(3)设计反应热的有关计算时，要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。[典题示例]1．(2012·江苏高考)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是()A．该反应为放热反应B．催化剂能改变该反应的焓变C．催化剂能降低该反应的活化能D．逆反应的活化能大于正反应的活化能解析：选CA项，由图可以看出，反应物的总能量低于生成物的总能量，故该反应为吸热反应，A错；B项，催化剂不能改变反应的焓变，B错；C项，由图像可以看出，催化剂能降低该反应的活化能，C正确；D项，由图像可以看出E1＞E2，即逆反应的活化能小于正反应的活化能，D错。2．(2014·浙江联考)下列反应符合如图所示的是()A．铝片与盐酸的反应B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应C．酸碱中和反应D．甲烷在氧气中的燃烧解析：选B图示反应物的总能量低，故为吸热过程，只有B项符合。[考点达标层面]1.(2015·长郡质检)已知某化学反应A2(g)＋2B2(g)=2AB2(g)(AB2的分子结构为B—A—B)的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是()A．该反应的进行一定需要加热B．该反应的ΔH＝－(E1－E2)kJ/molC．该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和D．断裂1molA—A键和2molB—B键放出E1kJ能量解析：选C由图可知这是一个吸热反应，但发生吸热反应不一定需要加热，A错误；吸热反应ΔH＞0，B错误，C正确；断键需要能量，D错误。2．(2015·安庆模拟)氯原子对O3分解有催化作用：O3＋Cl=ClO＋O2ΔH1；ClO＋O=Cl＋O2ΔH2。大气臭氧层的分解反应是：O3＋O=2O2ΔH，该反应的能量变化示意图如图所示：下列叙述中，正确的是()A．反应O3＋O=2O2的ΔH＝E1－E3B．O3＋O=2O2是吸热反应C．ΔH＝ΔH1＋ΔH2D．大气层中的臭氧无法再生解析：选C从图像中分析，总反应的能量变化应为E2与E3的差值，A错误；O3和O的能量要高于2O2的能量，故O和O3反应生成O2的反应为放热反应，B错误；从盖斯定律知，将两个反应叠加即得总反应，则ΔH也是由两个反应的焓变相加而得的，C正确；大气层中的臭氧可以再生，D错误。

考点二eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))热化学方程式的书写与正误判断[教材知识层面]1．概念：表示参与化学反应的物质的物质的量和反应热关系的化学方程式。2．意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示：2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。3．书写[高考考查层面]命题点1热化学方程式的书写[典题示例]1．写出下列反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。SiH4自燃的热化学方程式为____________________________________________________________________________________________。(2)已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为______________________。(3)在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)2gSiH4自燃放出热量89.2kJ,1molSiH4自燃放出热量1427.2kJ，故热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1。(2)N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝(946＋436×3－391×6)kJ·mol－1＝－92kJ·mol－1。(3)根据C原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100gCaCO3沉淀，乙醇为0.5mol，则1mol乙醇燃烧放2QkJ热量，据此可写出反应的热化学方程式：C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1。答案：(1)SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1(2)N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1(3)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－12．右图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_____________________________________________________________________________。解析：由图可知，产物总能量低于反应物总能量，该反应是放热反应，ΔH＝E1－E2＝134kJ·mol－1－368kJ·mol－1＝－234kJ·mol－1。答案：NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1[方法技巧]“五步”突破热化学方程式的书写命题点2热化学方程式的正误判断[典题示例]1．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)()A．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1367.0kJ·mol－1(燃烧热)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ·mol－1(中和热)C．S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.8kJ·mol－1(反应热)D．2NO2=O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ·mol－1(反应热)解析：选CA项，表示燃烧热时，应生成稳定的氧化物，这时水的状态应为液态；B项，中和反应为放热反应，ΔH为负值；D项，未注明物质的聚集状态。2．已知充分燃烧ag乙炔(C2H2)气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()A．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2bkJ/molB．C2H2(g)＋5/2O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝2bkJ/molC．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－4bkJ/molD．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝bkJ/mol解析：选C由题设知2molCO2→2bkJ→1molC2H2，则乙炔燃烧的热化学方程式为C2H2(g)＋5/2O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－2bkJ/mol。注意审题，题目并没有要求一定写表示乙炔燃烧热的热化学方程式。[方法技巧]“五审”突破热化学方程式的正误判断[考点达标层面]1．实验测得：101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量；1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是()①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝890.3kJ·mol－1②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1A．仅有② B．仅有②④C．仅有②③④ D．全部符合要求解析：选B写热化学方程式时要注意其与普通化学方程式不同的几点：(1)产物的稳定状态，H2O为液态，C的稳定化合物为CO2；(2)单位是kJ·mol－1，不是kJ；(3)数值，ΔH的数值要与热化学方程式中计量系数保持一致；(4)符号，吸热用“＋”，放热用“－”。②④符合要求。2．在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是()A．CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋725.8kJ/molB．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1451.6kJ/molC．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－725.8kJ/molD．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋1452kJ/mol解析：选B因1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水，放出22.68kJ/g×32g＝725.8kJ热量，所以2mol甲醇燃烧生成CO2和液态水的ΔH＝－1451.6kJ/mol。考点三eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))燃烧热和中和热能源[教材知识层面]1．燃烧热和中和热的比较燃烧热中和热相同点能量变化放热ΔH及其单位ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1不同点反应物的量1_mol不一定为1mol生成物的量不确定生成水为1_mol反应热的含义101kPa时，1_mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1_mol_水时所放出的热量表示方法燃烧热为ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)强酸与强碱反应的中和热为57.3kJ·mol－1或ΔH＝－57.3_kJ·mol－12．中和热的测定(1)装置(请在横线上填写仪器名称)。(2)计算公式：ΔH＝－eq\f(0.418t2－t1,0.025)kJ·mol－1t1——起始温度，t2——终止温度。(3)注意事项。①碎泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。②为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量。③因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验中若使用弱酸、弱碱则测得的反应热数值偏小。3．能源[高考考查层面]命题点1与燃烧热、中和热相关的辨析(1)燃烧热定义中的“完全燃烧”是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。(2)燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ/mol，即CO的燃烧热ΔH＝－283.0kJ/mol。(3)中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1molH2O放出的热量，ΔH＝－57.3kJ/mol，弱酸、弱碱电离时吸热，放出的热量小于57.3kJ，浓硫酸稀释时放热，放出的热量大于57.3kJ。[典题示例]1．25℃，101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，辛烷的燃烧热ΔH＝－5518kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是()A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ·mol－1C．KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1解析：选CA项，生成的是2molH2O(l)；B项，应生成H2O(l)；D项，辛烷应为1mol。2．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol，向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓H2SO4；③稀硝酸，恰好完全反应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是()A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2C．ΔH1＝ΔH3＞ΔH2 D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2解析：选D浓硫酸溶于水放热；稀醋酸与氢氧化钠溶液反应过程中醋酸电离吸热。命题点2中和热的测定[典题示例]1．为了测量某酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是()①酸的浓度和体积②碱的浓度和体积③比热容④反应后溶液的质量⑤生成水的物质的量⑥反应前后温度变化⑦操作所需的时间A．①②③④ B．①③④⑤C．③④⑤⑥ D．全部解析：选C写出在测量并计算反应放出的热量时用到的公式为：Q＝mcΔt，理解各符号表示的物理意义即可：m表示④反应后溶液的质量，c表示③比热容，Δt表示⑥反应前后温度变化，C正确。2．将V1mL1.0mol·L－1盐酸溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50mL)。下列叙述正确的是()A．做该实验时环境温度为22℃B．该实验表明化学能可以转化为热能C．NaOH溶液的浓度约是1.00mol·L－1D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应解析：选B由图可知，加入5mL盐酸时混合液的温度达到22℃，故环境的温度应低于22℃；反应放热，由化学能转化为热能；恰好反应时放出热量最多，NaOH溶液的浓度为：eq\f(1.0mol·L－1×30×10－3L,20×10－3L)＝1.5mol·L－1；有水生成的反应不一定是放热反应，如Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O是吸热反应。[方法技巧]理解中和热的“五”注意(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5mol·L－1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。(4)使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。命题点3能源的开发和利用[典题示例]1．能源分类相关图如图所示，下列四个选项中，全部符合图中阴影部分的能源是()A．煤炭、石油、沼气B．水能、生物质能、天然气C．太阳能、风能、潮汐能D．地热能、海洋能、核能解析：选C煤炭、石油属于不可再生能源，A错误；天然气不属于新能源，B错误；太阳能、风能、潮汐能来自太阳辐射，属于可再生的新能源，C正确；核能与太阳辐射能量无关，D错误。2.氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括()①原料来源广②易燃烧、热值高③储存方便④制备工艺廉价易行A．①② B．①③C．③④ D．②④解析：选A氢能是易燃烧、热值高、原料来源广的新能源；但它也有储存难、制备成本高等缺点，所以正确答案为A。[方法技巧]解决能源问题的“两”措施(1)提高能源的使用效率：①改善开采、运输、加工等各个环节。②科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等。二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷式雾状等。(2)开发新的能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。[考点达标层面]1．(2015·湖南郴州四校联考)已知反应：①101kPa时，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ/mol；②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol。下列结论正确的是()A．碳的燃烧热ΔH＜－110.5kJ/molB．①的反应热为221kJ/molC．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热ΔH＝－2×57.3kJ/molD．稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1molH2O，放出57.3kJ的热量解析：选A对于强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O的中和热ΔH＝－57.3kJ/mol，C错误；由于2C(s)＋O2(g)=2CO(g)生成的CO不是稳定的氧化物，因此ΔH＝－eq\f(221kJ/mol,2)＝－110.5kJ/mol不是碳的燃烧热，由于CO转化为CO2放出热量，故碳的燃烧热ΔH＜－110.5kJ/mol，A正确；反应热的表示包含三部分即“符号”、“数值”和“单位”，而B项中没有表示出符号，B错误；由于稀醋酸是弱电解质，电离时吸收热量，故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1molH2O时放出的热量小于57.3kJ。2．利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：①用量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用另一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：(1)所用NaOH溶液要稍过量的原因是___________________________________。(2)倒入NaOH溶液的正确操作是______________(填序号)。A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次少量倒入C．一次迅速倒入(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填序号)。A．用温度计小心搅拌B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C．轻轻地振荡烧杯D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________________________________________________________________________。(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：实验序号起始温度t1/℃终止温度t2/℃盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝________(结果保留一位小数)。(6)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。(2)为了减少热量损失，倒入NaOH溶液应该一次迅速倒入。(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动。(4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故中和热数值要小一些。(5)取三次实验的平均值代入公式计算即可。(6)因为硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。答案：(1)确保盐酸被完全中和(2)C(3)D(4)ΔH1＝ΔH2<ΔH3(5)－51.8kJ·mol－1(6)不能H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热考点四eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))反应热的计算命题点1利用热化学方程式进行有关计算根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。[典题示例]已知16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量，写出表示硫燃烧的热化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量，则1mol固体硫完全燃烧放出296.8kJ的热量，据此可写出表示硫燃烧的热化学方程式。答案：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.8kJ/mol命题点2根据燃烧热数据进行计算灵活利用公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量)，可进行相关计算。如已知H2的燃烧热为ΔH＝－285.8kJ·mol－1，燃烧H2的物质的量为2mol，则H2燃烧放出的热量为2mol×285.8kJ·mol－1＝571.6kJ。[典题示例]1．5g火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧，放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热ΔH为()A．－1000kJ/mol B．－1500kJC．－2000kJ/mol D．－2000kJ解析：选C1.5g二甲基肼的物质的量是0.025mol，根据燃烧热的定义可知，1mol二甲基肼完全燃烧放出的热量应该为：1/0.025×50kJ/mol＝2000kJ/mol，即二甲基肼的燃烧热ΔH为－2000kJ/mol。命题点3根据图示进行反应热的计算ΔH＝H(生成物)－H(反应物)如图Ⅰ：ΔH＝H1－H2＜0，该反应为放热反应；图Ⅱ：ΔH＝H2－H1＞0，该反应为吸热反应。[典题示例]如图是某条件时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是()A．该反应的热化学方程式为：N2＋3H22NH3ΔH＝－92kJ·mol－1B．正反应的活化能大于逆反应的活化能C．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线D．使用催化剂能改变反应的焓变解析：选CA项中未标状态；B项中正反应的活化能为508kJ·mol－1，逆反应的活化能为600kJ·mol－1，逆反应的活化能大；D项，焓变是反应的热效应，催化剂不能改变反应的热效应。命题点4根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。[典题示例]已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收热量为()A．920kJ B．557kJC．436kJ D．188kJ解析：选C根据能量守恒定律，拆开旧键所需的能量等于新键形成释放出的能量加吸收的能量(或减放出的能量)463kJ×4－121kJ×4＝496kJ＋2Q(H—H)，得Q(H—H)＝436kJ。考点五eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))盖斯定律及其应用[教材知识层面](1)内容：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相等的，即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。(2)意义：间接计算某些反应的反应热。(3)应用：方程式反应热间的关系aAeq\o(→,\s\up7(ΔH1))B、Aeq\o(→,\s\up7(ΔH2))eq\f(1,a)BΔH1＝aΔH2Aeq\o(,\s\up7(ΔH1),\s\do5(ΔH2))BΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH2[高考考查层面]命题点1盖斯定律在反应热计算、热化学方程式书写中的应用[典题示例]1．肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：①N2(g)＋2O2(g)=N2O4(l)ΔH1＝－19.5kJ/mol②N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－534.2kJ/mol写出肼和N2O4反应的热化学方程式______________________________________________________________________________________________________________。解析：肼与N2O4反应生成N2和水蒸气：2N2H4＋N2O4=3N2＋4H2O，观察已知的两个热化学方程式运用盖斯定律可知，②×2－①得：2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝ΔH2×2－ΔH1＝－1048.9kJ/mol。答案：2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1048.9kJ/mol2．已知：温度过高时，WO2(s)转变为WO2(g)：WO2(s)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)ΔH＝＋66.0kJ/molWO2(g)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)ΔH＝－137.9kJ/mol则WO2(s)WO2(g)的ΔH＝_____________________________________________。解析：将反应①WO2(s)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)ΔH＝＋66.0kJ/mol和②WO2(g)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)ΔH＝－137.9kJ/mol作如下处理：①－②可得WO2(s)WO2(g)ΔH＝＋203.9kJ/mol。答案：＋203.9kJ/mol[方法技巧]“五步”解决有关盖斯定律的计算问题命题点2反应热大小的比较对于放热反应来说，ΔH＝－QkJ·mol－1，虽然“－”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即放热越多，ΔH反而越小。另外，要注意同种物质在不同状态时所具有的能量关系(相同物质的量时)：固体＜液体＜气体。1．同一反应，生成物状态不同时A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1＜0，A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2＜0，因为C(g)=C(l)ΔH3＜0，则ΔH3＝ΔH2－ΔH1，所以ΔH2＜ΔH1。2．同一反应，反应物状态不同时S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＜0S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＜0ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3＜0，所以ΔH1＜ΔH2。也可以用图示法比较：如右图中很直观得出数值大小关系，因放热反应，数值越大，ΔH越小，则有ΔH1＜ΔH2。3．两个有联系的不同反应相比C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＜0C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2＜0根据常识可知CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3＜0又因为ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，所以ΔH2＞ΔH1。[典题示例]1．已知白磷转变成红磷时放出热量和下列两个热化学方程式：4P(白，s)＋5O2(g)=2P2O5(s)ΔH1，4P(红，s)＋5O2(g)=2P2O5(s)ΔH2。则ΔH1和ΔH2的关系正确的是()A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1＞ΔH2C．ΔH1＜ΔH2 D．无法确定解析：选C由第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得：4P(白，s)=4P(红，s)ΔH＝ΔH1－ΔH2，由题意知ΔH＜0，则ΔH1－ΔH2＜0，ΔH1＜ΔH2。2.已知①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1＝akJ/mol②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2＝bkJ/mol③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3＝ckJ/mol④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH4＝dkJ/mol下列关系式正确的是()A．a＜c＜0 B．b＞d＞0C．2a＝b＜0 D．2c＝解析：选CH2在O2中燃烧为放热反应，a、b、c、d都小于0，所以B、D均错误；反应①－③得H2O(l)=H2O(g)ΔH＝ΔH1－ΔH3＝(a－c)kJ/mol，而ΔH＞0，即a－c＞0，a＞c，A错误；比较①②两个热化学方程式得b＝2a[考点达标层面]1．(2014·全国卷Ⅱ)室温下，将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是()A．ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3解析：选B1molCuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH1>0,1molCuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故ΔH2<0,1molCuSO4·5H2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1molCuSO4(s)和5mol水，然后1molCuSO4(s)再溶于水，CuSO4·5H2O的分解为吸热反应，即ΔH3>0，根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1<ΔH3。2．根据以下三个热化学方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－Q1kJ/mol，②2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(l)ΔH＝－Q2kJ/mol，③2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(g)ΔH＝－Q3kJ/mol。判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是()A．Q1>Q2>Q3 B．Q1>Q3>Q2C．Q3>Q2>Q1 D．Q2>Q1>Q3解析：选A由eq\f(①－②,2)得：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝eq\f(1,2)(ΔH1－ΔH2)<0，所以eq\f(1,2)(－Q1＋Q2)<0，即Q1>Q2。由eq\f(②－③,2)得：H2O(g)=H2O(l)ΔH＝eq\f(1,2)(ΔH2－ΔH3)<0，所以eq\f(1,2)(－Q2＋Q3)<0，即Q2>Q3。故Q1>Q2>Q3。以“消除空气污染物SO2的方法”为载体串联反应热知识高考载体(2014·浙江高考T27)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝＋218.4kJ·mol－1(反应Ⅰ)CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g)ΔH2＝－175.6kJ·mol－1(反应Ⅱ)[知识串联设计](1)反应Ⅰ是放热反应还是吸热反应？________，能否通过反应Ⅰ判断等物质的量的CO、CO2具有能量的高低？________。eq\a\vs4\al(〖考查放热反应、吸热反应的判断〗)(2)碳的燃烧热为393.50kJ·mol－1，写出表示C燃烧热的热化学方程式________________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(〖考查热化学方程式的书写〗)(3)已知CO转化成CO2的能量关系如右图所示。写出该反应的热化学方程式____________________。eq\a\vs4\al(〖考查热化学方程式书写〗)(4)依据反应Ⅰ、Ⅱ确定反应CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)=CaS(s)＋3CO2(g)ΔH＝________kJ·mol－1。eq\a\vs4\al(〖考查盖斯定律〗)(5)已知反应：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2试比较ΔH1和ΔH2的大小________。eq\a\vs4\al(〖考查反应热大小的比较〗)答案：(1)吸热不能(2)C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1(3)2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1(4)－394(5)ΔH1>ΔH21．“天宫一号”目标飞行器与“神舟九号”载人飞船的交会对接，标志着我国具备了建设空间站的基本能力。下列有关说法正确的是()A．火箭升空的动力主要来源于化学能B．“神舟九号”飞船的太阳能帆板将太阳能直接转换为动能C．“天宫一号”中的氢氧燃料电池将电能转换为化学能D．“天宫一号”利用太阳能将水加热分解为氢气和氧气解析：选AA项，火箭升空的动力主要来源于推进剂之间的化学反应，属于化学能，正确；B项，“神舟九号”飞船的太阳能帆板将太阳能直接转换为电能，错误；C项，“天宫一号”中的氢氧燃料电池将化学能转换为电能，错误；D项，“天宫一号”利用太阳能将水电解为氢气和氧气，错误。2．下列物质间的反应，其能量变化符合下图的是()A．由Zn和稀H2SO4制氢气B．灼热的炭粉与二氧化碳反应C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合D．碳酸钙的分解解析：选A该图示为放热反应能量图，A为典型放热反应，B、C是教材知识点，是吸热反应的典型代表，D项反应条件是高温，需持续加热，是吸热反应。3．下列说法或表示方法不正确的是()A．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现B．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol，含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJC．由C(石墨)→C(金刚石)ΔH＝＋73kJ/mol，可知石墨比金刚石稳定D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol解析：选DA项，盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现，正确。B项，浓硫酸稀释过程中也放出热量，所以反应放出的热量大于57.3kJ，正确。C项，能量越低的物质，越稳定，正确。D项，反应热计算错误。4.(2015·大同二模)反应A＋B→C分两步进行：①A＋B→X，②X→C，反应过程中能量变化如图所示，E1表示反应A＋B→X的活化能。下列有关叙述正确的是()A．E2表示反应X→C的活化能B．X是反应A＋B→C的催化剂C．反应A＋B→C的ΔH<0D．加入催化剂可改变反应A＋B→C的焓变解析：选C反应X→C的活化能小于E2，A错误；由①②可知，X是反应A＋B→C的中间产物，B错误；反应物A和B的总能量大于生成物C的总能量，所以反应A＋B→C是放热反应，即ΔH<0，C正确；加入催化剂可以加快反应速率，但反应物和生成物具有的总能量不变，则反应的焓变不改变，D错误。5．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化：下列说法正确的是()A．1molN2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJB．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水解析：选B该反应的热化学方程式是N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝(946＋498－2×632)kJ·mol－1＝＋180kJ·mol－1，属于吸热反应，A错误；吸热反应的反应物总能量小于生成物的总能量，B正确；N2(g)和O2(g)的反应条件是放电或高温，C错误；NO不能与酸、碱反应，D错误。6．已知：①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1②H2(g)＋S(g)=H2S(g)ΔH＝－20.1kJ·mol－1下列判断正确的是()A．1mol氢气完全燃烧生成液态水吸收热量241.8kJB．1molH2O(g)和1molH2S(g)的能量相差221.7kJC．由①②知，水的热稳定性小于硫化氢D．若反应②中改用固态硫，1molS(s)完全反应，放出的热量小于20.1kJ解析：选DA项，1mol氢气完全燃烧生成气态水吸收热量241.8kJ；B项，H2O(g)和1molH2S(g)的能量无法比较；C项水的热稳定性强于硫化氢。7．白磷与氧可发生如下反应：P4＋5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、POckJ·mol－1、OOdkJ·mol－1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是()A．(6a＋5d－4c－12bB．(4c＋12b－6a－5dC．(4c＋12b－4a－5dD．(4a＋5d－4c－12b解析：选A由图可以看出：P4中有6mol的P—P,5mol的O2中含有5molOO，1mol的P4O10中含有4mol的PO,12mol的P—O，所以ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol8．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：Cu(s)＋2H＋(aq)=Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39kJ·mol－12H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.46kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.84kJ·mol－1在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热的ΔH等于()A．－417.91kJ·mol－1 B．－319.68kJ·mol－1C．＋546.69kJ·mol－1 D．－448.46kJ·mol－1解析：选BCu(s)＋2H＋(aq)=Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39kJ·mol－1H2O2(l)=H2O(l)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝－98.23kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.84kJ·mol－1三式相加得：Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)=2H2O(l)＋Cu2＋(aq)ΔH＝－319.68kJ·mol－1。9.(2013·全国卷Ⅱ)在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)ΔH12H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O(g)ΔH2H2S(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=S(g)＋H2O(g)ΔH32S(g)=S2(g)ΔH4则ΔH4的正确表达式为()A．ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)B．ΔH4＝eq\f(2,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)C．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)解析：选A根据盖斯定律，由第一个反应×eq\f(2,3)＋第二个反应×eq\f(2,3)－第三个反应×2可得第四个反应，则ΔH4＝ΔH1×eq\f(2,3)＋ΔH2×eq\f(2,3)－ΔH3×2＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。10．(2013·重庆高考)已知：P4(g)＋6Cl2(g)=4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1，P4(g)＋10Cl2(g)=4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol－1下列叙述正确的是()A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)=PCl5(s)的反应热ΔHC．Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4kJ·molD．P—P键的键能为(5a－3b＋12c解析：选CCl的非金属性大于P的非金属性，故P—Cl键的键能大于P—P键的键能，A项错误；不知道PCl5(g)→PCl5(s)的反应热，无法求出B项中反应的反应热，B项错误；根据盖斯定律，消去P4，得到Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4kJ·mol－1，C项正确；根据盖斯定律，消去Cl2，得到P—P键的键能为(5a－3b＋12c11．到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。(1)化学反应中放出的热能(焓变，ΔH)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。已知：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－185kJ/mol，断裂1molH—H键吸收的能量为436kJ，断裂1molCl—Cl键吸收的能量为247kJ，则形成1molH—Cl键放出的能量为________。(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知：①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1②C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1标准状况下22.4L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧反应放出588.05kJ的热量，原混合气体中氢气的质量是________。根据以上三个热化学方程式，计算C(s，石墨)＋2H2(g)=CH4(g)的反应热ΔH为________。解析：(1)H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－185kJ/mol，该反应的ΔH＝旧键断裂吸收的能量－新键形成放出的能量，设形成1molH—Cl键放出的能量为x，则每发生这样的反应1mol，ΔH＝436kJ·mol－1＋247kJ·mol－1－2x＝－185kJ·mol－1，解得x＝434kJ·mol－1，所以每形成1molH—Cl键放出434kJ的能量。(2)设混合气体中CH4的物质的量为a，H2的物质的量为b，a＋b＝1mol,890.3kJ·mol－1×a＋571.6kJ·mol－1×b/2＝588.05kJ，解得a＝0.5mol，b＝0.5mol，所以H2的质量为0.5mol×2g·mol－1＝1.0g。根据反应C(s，石墨)＋2H2(g)=CH4(g)可知，②＋③－①即得，该反应的反应热为ΔH＝－571.6kJ·mol－1－393.5kJ·mol－1＋890.3kJ·mol－1＝－74.8kJ·mol－1。答案：(1)434kJ(2)1.0g－74.8kJ/mol12．(1)(2014·安徽高考)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗1molCuCl(s)，放热44.4kJ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)饮用水中的NOeq\o\al(－,3)主要来自于NHeq\o\al(＋,4)。已知在微生物的作用下，NHeq\o\al(＋,4)经过两步反应被氧化成NOeq\o\al(－,3)。两步反应的能量变化示意图如图下：1molNHeq\o\al(＋,4)全部被氧化成NOeq\o\al(－,3)的热化学方程式为__________________________________________________________________________________________________。解析：(1)利用氧化还原反应规律和原子守恒等可知，CuCl与O2反应得到氧化产物CuCl2，黑色产物必为还原产物CuO(同时也属于氧化产物)，由此可得反应的热化学方程式：4CuCl(s)＋O2(g)=2CuCl2(s)＋2CuO(s)ΔH＝－177.6kJ/mol。(2)根据盖斯定律可知，1molNHeq\o\al(＋,4)(aq)被全部氧化成NOeq\o\al(－,3)(aq)的反应热ΔH＝－273kJ/mol＋(－73kJ/mol)＝－346kJ/mol。答案：(1)4CuCl(s)＋O2(g)=2CuCl2(s)＋2CuO(s)ΔH＝－177.6kJ·mol－1(2)NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋2O2(g)=2H＋(aq)＋NOeq\o\al(－,3)(aq)＋H2O(l)ΔH＝－346kJ/mol13．(2015·沈阳模拟)题图中：E1＝134kJ·mol－1，E2＝368kJ·mol－1，根据要求回答问题：(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_______________________________________________________________________________。(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1又知③H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1，则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知在常温常压下：①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1275.6kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566.0kJ/mol③H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44.0kJ/mol请写出1mol甲醇不完全燃烧生成1mol一氧化碳和液态水的热化学方程式：________________________________________________________________________。解析：(1)观察图像，E1应为反应的活化能，加入催化剂降低反应的活化能，但是ΔH不变；1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO的反应热数值即反应物和生成物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1。(2)观察热化学方程式，利用盖斯定律，将所给热化学方程式作如下运算：②×3－①×2＋③×2，即可求出甲醇蒸气燃烧的热化学方程式。(3)根据盖斯定律，由(①－②＋③×4)÷2得CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－442.8kJ/mol。答案：(1)减小不变NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(2)CH3OH(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－764.7kJ·mol－1(3)CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－442.8kJ/mol1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。第二节原电池化学电源考点一eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))原电池原理[教材知识层面]1．概念把化学能转化为电能的装置。2．构成条件(1)有两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。(2)将电极插入电解质溶液中。(3)两电极间构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。(4)能自发发生氧化还原反应。3．工作原理如图是Cu­Zn原电池，请填空：(1)反应原理：电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn－2e－=Zn2＋Cu2＋＋2e－=Cu反应类型氧化反应还原反应(2)原电池中的三个方向：①电子方向：从负极流出沿导线流入正极；②电流方向：从正极沿导线流向负极；③离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。(3)两种装置的比较：装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ能避免能量损耗；装置Ⅱ中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。[高考考查层面]命题点1与原电池原理有关的辨析理解原电池的工作原理要注意的四点(1)只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同形成了一个完整的闭合回路。(3)不论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。(4)原电池负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。[典题示例]1．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是()A．①④ B．③④⑤C．④⑧ D．②④⑥⑦解析：选D根据原电池的构成条件可知：①中只有一个电极，③中两电极材料相同，⑤中酒精不是电解质，⑧中两电极材料相同且无闭合回路，故①③⑤⑧不能构成原电池。2.如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是()A．外电路的电流方向为：X→外电路→YB．若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D．若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为X＞Y解析：选D外电路电子流向为X→外电路→Y，电流方向与其相反，X极失电子，作负极，Y极发生的是还原反应，X极发生的是氧化反应。若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁。命题点2原电池正、负极的判断及电极反应式的书写1．原电池正、负极的判断方法2.“三”步完胜电极反应式的书写[典题示例]1．(2015·泗洪模拟)如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－=CuC．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子解析：选C该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋。电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，反应式为2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋，电极Ⅱ为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋。盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。2．(2012·四川高考)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O=CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是()A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2OD．正极上发生的反应是O2＋4e－＋2H2O=4OH－解析：选C电解质溶液中阳离子应向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，D项错误；结合正极反应式，转移0.4mol电子时，消耗O20.1mol，其在标准状况下的体积为2.24L，B项错误；C项符合题目要求，正确。[考点达标层面]1．有关电化学知识的描述正确的是()A．CaO＋H2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D．一般地说，能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池解析：选DCaO＋H2O=Ca(OH)2不是氧化还原反应；KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。2．铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A．正极反应为：Zn－2e－=Zn2＋B．电池反应为：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuC．在外电路中，电子从Cu极流向Zn极D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液解析：选B该电池中Zn为负极，电极反应：Zn－2e－=Zn2＋，Cu为正极，电极反应为：Cu2＋＋2e－=Cu，A项错误；电池总反应为：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，B项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出经导线流向正极，C项错误；负极上由于Zn放电，ZnSO4溶液中Zn2＋的浓度增大，故盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，D项错误。考点二eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))化学电源[教材知识层面]1．一次电池(碱性锌锰干电池)负极材料：Zn电极反应：Zn＋2OH－—2e－=Zn(OH)2正极材料：碳棒电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)22．二次电池(以铅蓄电池为例)(1)放电时的反应：①负极反应：Pb(s)－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)=PbSO4(s)。②正极反应：PbO2(s)＋2e－＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)=PbSO4(s)＋2H2O(l)。③总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)＋2H2O(l)。(2)充电时的反应：①阴极反应：PbSO4(s)＋2e－=Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)。②阳极反应：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－=PbO2(s)＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)。③总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)=Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。3．燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式2H2－4e－=4H＋2H2＋4OH－—4e－=4H2O正极反应式O2＋4H＋＋4e－=2H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－电池总反应式2H2＋O2=2H2O[高考考查层面]命题点1新型电源中电极反应式的书写首先根据电池反应分析物质得失电子情况，然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应；对于较复杂的电极反应，可以利用总反应方程式减去较简单一极的电极反应式，从而得到较复杂一极的电极反应式。[典题示例]按要求写出电极反应式或总反应方程式。(1)肼(N2H4)_空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的电极反应式为____________________。(2)K2FeO4_Zn可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应为________________________________________________________________________，该电池总反应的离子方程式为_______________________。(3)铝电池性能优越，Al_AgO电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示。该电池反应的化学方程式为_______________________________________________________。解析：(1)肼_空气燃料电池是一种碱性电池，O2在正极反应，故负极是肼发生反应：N2H4－4e－＋4OH－=N2↑＋4H2O。(2)K2FeO4_Zn组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，FeOeq\o\al(2－,4)中＋6价铁元素被还原为Fe(OH)3中＋3价铁元素，其电极反应式为FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－；总反应的离子方程式也可写出，关键是抓住Fe和Zn的存在形式分别是Fe(OH)3和Zn(OH)2。(3)Al作负极，AgO/Ag作正极，NaOH和NaAlO2溶液是电解质溶液，所以生成物是NaAlO2、Ag、H2O。答案：(1)N2H4－4e－＋4OH－=N2↑＋4H2O(2)FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－2FeOeq\o\al(2－,4)＋8H2O＋3Zn=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－(3)2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O命题点2不同环境对燃料电池电极反应式的影响[典题示例]甲烷燃料电池在不同环境下电极反应式的书写：(1)酸性条件电池总反应式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O①正极反应式：O2＋4H＋＋4e－=2H2O②①－②×2，得燃料电池负极反应式：________________________________________________________________________________________________________________。(2)碱性条件电池总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH=Na2CO3＋3H2O①正极反应式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－②①－②×2，得燃料电池负极反应式：_______________________________________________________________________________________________________________。(3)固体电解质(高温下能传导O2－)电池总反应式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O①正极反应式：O2＋4e－=2O2－②①－②×2，得燃料电池负极反应式：_______________________________________________________